(57)【要約】【課題】刃の形が直線状のきわめてシンプルな切削刃物で外部半導電層を切削でき、切削後の絶縁層の表面粗さも十分小さくできるようにする。【解決手段】切削刃物１４を電力ケーブル１０の外部半導電層１２のまわりに回転させながらケーブル軸線方向に進行させることにより外部半導電層１２を切削する場合に、切削刃物１４として直線状の刃１６を有する板状の切削刃物を使用する。この切削刃物１４を、外部半導電層１２上に、板面を寝せて、かつ刃１６の方向がケーブル軸線方向に対し斜めになるように配置し、刃１６の長さ方向の中間部だけを外部半導電層１２に食い込ませて外部半導電層１２を切削する。切削刃物１４の刃１６のケーブル軸線方向に対する角度αを２０°〜２５°にする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
切削刃物を電力ケーブルの外部半導電層のまわりに回転させながらケーブル軸線方向に進行させることにより前記外部半導電層を切削する方法において、前記切削刃物として直線状の刃を有する板状の切削刃物を使用し、この切削刃物を、外部半導電層上に板面を寝せて、かつ刃の方向がケーブル軸線方向に対し斜めになるように配置し、刃の長さ方向の中間部だけを外部半導電層に食い込ませて外部半導電層を切削することを特徴とする電力ケーブルの外部半導電層切削方法。
【請求項２】
切削刃物の刃のケーブル軸線方向に対する角度αを２０°〜２５°にすることを特徴とする請求項１記載の電力ケーブルの外部半導電層切削方法。
【請求項３】
切削刃物の刃の幅を、次式で求められる値ｄの２倍以上とすることを特徴とする請求項１又は２記載の電力ケーブルの外部半導電層切削方法。
ｄ＝（ｒ−ａ）・（tanβ／tanα）
ここで、ｒ：外部半導電層の外半径
ａ：切削刃物の刃の外部半導電層外周面からの侵入深さ
α：切削刃物の刃のケーブル軸線方向に対する角度
β＝arccos｛(r−ａ)／ｒ｝（ケーブル断面における刃の接触領域の半角度）
【請求項４】
周方向に所定の間隔をあけて配置された複数のローラーを有し、前記切削刃物を備えた環状の第一フレームと、周方向に所定の間隔をあけて配置された複数のローラーを有する第二フレームとを、前記切削刃物が両フレームの間に位置するように連結部材で連結し、前記第一フレーム及び第二フレームのローラーで電力ケーブルを軸線方向に間隔をあけて支持した状態で、外部半導電層を切削することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の電力ケーブルの外部半導電層切削方法。
【請求項５】
外部半導電層切削終了予定位置から外部半導電層を切削しない区間側へ所定距離だけ離れた位置の外部半導電層上に、前記切削刃物を支持して外部半導電層のまわりに回転しながら軸線方向に進行する切削工具が軸線方向へ進行するのを阻止するストッパーを設け、前記切削工具がストッパーにより進行を阻止される位置にきた後、その位置で切削工具をさらに回転させてから、切削を終了することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の電力ケーブルの外部半導電層切削方法。
【請求項６】
外部半導電層を切削する前記切削刃物とは別に、外部半導電層の切削終了面を所望の切り上げ角度に切削する補助切削刃物を設け、切削工具がストッパーにより進行を阻止される位置にきた後は、前記補助切削刃物で外部半導電層の切削終了面の切削を行うことを特徴とする請求項５記載の電力ケーブルの外部半導電層切削方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ケーブル絶縁層上に外部半導電層を有する電力ケーブルの外部半導電層を所要の長さにわたって切削除去する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電力ケーブルの外部半導電層を切削する方法としては、従来から、電力ケーブルの外部半導電層のまわりを回転しながらケーブル軸線方向に進行する切削工具に切削刃物を支持させ、この切削刃物によって前記外部半導電層をらせん状に切削していく方法が公知である（特許文献１、２参照）
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２３８１２３号公報
【特許文献２】特開２００１−８６６１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の切削工具は、外部半導電層の切削面を所望の形にするために、切削刃物の刃の形をＬ形にしたり（特許文献１）、円錐状にしたり（特許文献２）、あるいは円弧状にしたりと、刃の形が複雑である。このため切削刃物の製作が難しく、価格が高くなるという問題がある。
【０００５】
また従来の切削工具を用いた切削方法では、切削終了位置でらせん状の切削が突然終了するため、切削終了部に周方向の段差のような不整が発生し、これを修正するのに手間がかかるという問題がある。
【０００６】
本発明の第一の目的は、刃の形が直線状のきわめてシンプルな切削刃物で外部半導電層を切削でき、切削後の絶縁層の表面粗さも十分小さくできる電力ケーブルの外部半導電層切削方法を提供することにある。
【０００７】
本発明の第二の目的は、さらに外部半導電層の切削終了部に不整が発生することのない電力ケーブルの外部半導電層切削方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記第一の目的を達成するため本発明は、切削刃物を電力ケーブルの外部半導電層のまわりに回転させながらケーブル軸線方向に進行させることにより前記外部半導電層を切削する方法において、前記切削刃物として直線状の刃を有する板状の切削刃物を使用し、この切削刃物を、外部半導電層上に板面を寝せて、かつ刃の方向がケーブル軸線方向に対し斜めになるように配置し、刃の長さ方向の中間部だけを外部半導電層に食い込ませて外部半導電層を切削することを特徴とするものである（請求項１）。
【０００９】
なお本発明において、切削刃物の刃が直線状であるということは、少なくとも外部半導電層の切削に関与する部分が直線状になっていればよく、外部半導電層の切削に関与しない部分は直線状になっていなくてもよい。
【００１０】
本発明においては、切削刃物の刃のケーブル軸線方向に対する角度αを２０°〜２５°にすることが好ましい（請求項２）。
【００１１】
また本発明においては、切削刃物の刃の幅を、次式で求められる値ｄの２倍以上とすることが好ましい（請求項３）。
ｄ＝（ｒ−ａ）・（tanβ／tanα）
ここで、ｒ：外部半導電層の外半径
ａ：切削刃物の刃の外部半導電層外周面からの侵入深さ
α：切削刃物の刃のケーブル軸線方向に対する角度
β＝arccos｛(r−ａ)／ｒ｝（ケーブル断面における刃の接触領域の半角度）
【００１２】
また本発明においては、周方向に所定の間隔をあけて配置された複数のローラーを有し、前記切削刃物を備えた環状の第一フレームと、周方向に所定の間隔をあけて配置された複数のローラーを有する第二フレームとを、前記切削刃物が両フレームの間に位置するように連結部材で連結し、前記第一フレーム及び第二フレームのローラーで電力ケーブルを軸線方向に間隔をあけて支持した状態で、外部半導電層を切削することもできる（請求項４）。
【００１３】
また本発明は、前記第二の目的を達成するため、外部半導電層切削終了予定位置から外部半導電層を切削しない区間側へ所定距離だけ離れた位置の外部半導電層上に、前記切削刃物を支持して外部半導電層のまわりに回転しながら軸線方向に進行する切削工具が軸線方向へ進行するのを阻止するストッパーを設け、前記切削工具がストッパーにより進行を阻止される位置にきた後、その位置で切削工具をさらに回転させてから、切削を終了することを特徴とするものである（請求項５）。
【００１４】
また本発明においては、外部半導電層を切削する前記切削刃物とは別に、外部半導電層の切削終了面を所望の切り上げ角度に切削する補助切削刃物を設け、切削工具がストッパーにより進行を阻止される位置にきた後は、前記補助切削刃物で外部半導電層の切削終了面の切削を行うこともできる（請求項６）。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１の発明によれば、刃が直線状で板状のきわめてシンプルな切削刃物によって、電力ケーブルの外部半導電層を切削することができる。
【００１６】
請求項２の発明によれば、切削後に露出するケーブル絶縁層の表面粗さを十分に小さくすることができる。
【００１７】
請求項３の発明によれば、刃のケーブル軸線方向に対する角度が２０°〜２５°で、刃の中間部だけで外部半導電層を切削できる切削刃物を得ることができる。
【００１８】
請求項４の発明によれば、フリーストリッピングタイプの外部半導電層を有する電力ケーブルの、外部半導電層の端部の傾斜面形成を容易に行うことができる。
【００１９】
請求項５の発明によれば、切削工具が切削終了位置にくるとストッパーによって軸線方向の進行を阻止され、同じ位置で回転するため、切削刃物の刃も同じ位置で回転する（切削せずに空回りする）ことになる。その結果、切削終了部に周方向の段差などの不整が発生することがなく、全周にわたって滑らかなテーパー状の切削面を得ることができる。このため、切削後に修正などの手間をかける必要がなくなる。
【００２０】
請求項６の発明によれば、外部半導電層の端部に、より角度のゆるいテーパー面を容易に形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図１は本発明の一実施形態を示す。図において、１０は接続のため外部半導電層１２を露出させた電力ケーブル、１４は外部半導電層１２を切削してケーブル絶縁層を露出させる切削刃物である。本発明に用いる切削刃物１４は、板状で、１辺に直線状の刃１６を、他の平行な２辺に対し斜めに形成したものである。この切削刃物１４を、図１（Ａ）に示すように、外部半導電層１２上に、板面を寝せて、かつ刃１６の方向がケーブル軸線方向（一点鎖線）に対し斜めになるように配置し、刃１６の長さ方向の中間部（太い実線部分）だけを（Ｂ）のように外部半導電層１２に食い込ませる（侵入させる）。図１（Ａ）はケーブル１０に切削刃物１４を当てた状態を真上から見た図、（Ｂ）はケーブル１０に刃１６が食い込んでいる状態をケーブル断面で見た図である。なお、１８は切削刃物１４を支持してケーブル１０のまわりに回転する切削工具（後述）のローラーである。
【００２２】
図１の状態で、切削刃物１４を周方向に回転させ、外部半導電層１２を１回転分切削した場合の、切削面のケーブル軸線方向の断面形状を計算により求めると、図２に示すような円弧状の浅い溝となる。この場合の切削対象ケーブルは、６６ｋＶ、８０ｓｑ、絶縁層外径３４．８mm、外部半導電層厚さ１．０mmで、図１におけるｒ、ａ、α、ｐ、ｄ、βの値は次のとおりである。
ｒ：１８．４mm（外部半導電層外半径）
ａ：１．１０mm（切削刃物の刃の侵入深さ）
α：３３．１°（切削刃物の刃のケーブル軸線方向に対する角度）
ｐ：２．０４mm（切削工具１回転分のケーブル軸線方向の進み量＝進みピッチ）
ｄ：９．６１mm（１回転分の切削幅の半値）
β：１９．９１°（ケーブル断面における刃の接触領域の半角度）
【００２３】
図２に示す１回転分の切削形状の半径１７．５mm以下の部分を、縦軸方向に拡大して示すと図３（Ａ）のようになり、この切削形状を１ピッチずつ平行移動させ、それらを重ね合わせることで得られる切削面は図３（Ｂ）のようになる。計算から求められる切削面の表面粗さＲmaxは１２．８μｍである。
【００２４】
図４は上記のような切削を行うための切削工具の一例を示す。この切削工具２０は、３個（又は４個）のローラー１８でケーブル１０を挟み付けて、ケーブル１０を中心として矢印Ｒ方向に回転する環状のフレーム２２を有している。このフレーム２２は手動で回転させるもので、フレーム２２にはそのためのハンドルが突設されているが、図示を省略してある。３個のローラー１８のうちの１つローラー１８の支持軸２４にはケーブル１０から離れる方向に延びるアーム２６が固定されている。
【００２５】
一方、切削刃物１４は、両面をクランプ片２８で強固に挟み付けられた状態でホルダー３０に保持されている。ホルダー３０は固定ネジ３２により前記アーム２６に固定されている。ホルダー３０をアーム２６に固定すると、切削刃物１４は、外部半導電層１２上に、板面を寝せて、かつ刃１６の方向がケーブル軸線方向に対し斜めになるように配置される。切削刃物１４の刃１６のケーブル１０への侵入深さは調整ネジ３４によって調整できるようになっている。
【００２６】
ローラー１８は、図５に示すように、支持軸２４をケーブル１０の軸線方向に僅かな角度θだけ傾けてフレーム２２に保持されている。これによりフレーム２２をケーブル１０のまわりでＲ方向に１回転させると、フレーム２２がケーブル軸線Ｚ方向に１ピッチ（例えば２mm）だけ進行する。したがって切削工具２０をケーブル１０のまわりに回転させるだけで、直線状の刃１６を有する板状の切削刃物１４によって、外部半導電層１２を図３（Ｂ）のように切削することができる。なお、図４において、３６はケーブル導体、３８は内部半導電層、４０はケーブル絶縁層である。
【００２７】
また、上記のようにして外部半導電層を切削する場合には、図４（Ａ）、（Ｃ）に示すように、外部半導電層切削終了予定位置から外部半導電層を切削しない区間側へ所定距離だけ離れた位置の外部半導電層１２上に、切削工具２０が軸線方向へ進行するのを阻止するストッパー４２を設けておくとよい。このストッパー４２は粘着テープ巻きなどにより簡単に形成することができる。このようなストッパー４２を設けておくと、切削が進行して切削終了位置にくると、ローラー１８がストッパー４２に突き当たって切削工具２０が軸線方向へ進行できなくなる。この状態で、切削工具２０をさらに回転させると、最終的には刃１６が軸線方向の同じ位置で空転するようになるので、切削工具２０の回転を停止させたときに得られる外部半導電層１２の切削終了面は全周にわたって不整のない平滑なテーパー面となる。これは、切削後の修正作業が不要になるだけでなく、ケーブル接続部に電気的欠陥を生じさせないという点で大きなメリットである。
【００２８】
なお、外部半導電層１２の切削終了面を全周にわたってテーパー面を形成するにあたり、このテーパー面の切り上げ角度を、よりなだらかな角度に仕上げたい場合には、切削刃物１４に対し軸線方向に間隔をあけて、切削刃物１４とは別の補助切削刃物を設け、ストッパー４２によって切削工具２０が軸線方向へ進行できなくなった際に、その状態で切削工具２０をさらに回転させ、前記補助切削刃物の刃を軸線方向の同じ位置で空転させて、外部半導電層１２の切削終了面を全周にわたって不整のないテーパー面に仕上げるようにしてもよい。
【００２９】
ところで、外部半導電層を切削した後のケーブル絶縁層の表面粗さは、計算では前述のとおりＲmax＝１２．８μｍとなるが、計算時と同じ条件で実際に切削してみると、４０〜５０μｍになってしまった。そこで、さらに検討を加えた結果、刃のケーブル軸線方向に対する傾き角度αを小さくすることが、切削後の正面粗さを小さくするのに有効であることが判明した。前述の刃の傾き角度αは３３．１°であったが、この角度αを２０〜２５°にすると、切削後の表面粗さＲmaxが１５〜２０μｍになることが、試作試験の結果、確認された。このＲmax＝２０μｍという値は、高精度の大掛かりな自動切削機を用いて切削したときと同程度の値である。
【００３０】
ただし、刃の傾き角度αを上記のように小さくすると、１回の切削で削り取る外部半導電層の幅が大きくなるため、切削刃物の刃の幅をそれに合わせて適切なものにする必要がある。検討の結果、切削刃物の刃の幅（ケーブル軸線方向の幅寸法）は、刃の切削中心部から両側にそれぞれ次式で算出される値ｄ以上であること、すなわち、切削刃物の刃の幅は２ｄ以上にすればよいことが分かった。
ｄ＝（ｒ−ａ）・（tanβ／tanα）
ここで、ｒ：外部半導電層の外半径
ａ：切削刃物の刃の外部半導電層外周面からの侵入深さ
α：切削刃物の刃のケーブル軸線方向に対する角度
β＝arccos｛(r−ａ)／ｒ｝（ケーブル断面における刃の接触領域の半角度）
【００３１】
例えば、外部半導電層の外半径が５０mm（外部半導電層厚さ１mm）のケーブルの場合、外部半導電層を深さ１．１mmまで切削する場合、刃の傾き角度α＝２５°ではｄ＝１６mm（小数点以下切り上げ）、α＝２０°ではｄ＝２１mm（小数点以下切り上げ）となる。したがって刃の幅は、α＝２５°で３２mm以上、α＝２０°で４２mm以上となる。
【００３２】
図６（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ、刃の傾き角度αが３３．１°、２５°、２０°の場合の切削刃物１４の好ましい寸法（単位mm）と、ローラー１８との位置関係を示す。刃１６の傾き角度αを小さくする場合には、図示のように刃１６の幅を大きくする必要がある。
【００３３】
刃の傾き角度αを小さくすると、切削後の外部半導電層の切り上げ角度（図７のε）も小さくなる。この切り上げ角度εが大きいと、ストレスコーン４４を装着したときにＱの部分に空隙が生じ、電気的欠陥となるが、切り上げ角度εが小さくなれば、電気的欠陥が生じ難くなるという利点がある。
【００３４】
本発明による電力ケーブルの外部半導電層の切削方法は、切削開始位置がケーブル端部からだけでなく、ケーブルの中間部から切削を開始することもでき、また、外部半導電層の切削終了面の傾斜をゆるやかに仕上げることもできることから、フリーストリッピングタイプの外部半導電層のケーブル（以下、フリスト外導ケーブルという）の処理にも用いることができる。フリスト外導ケーブルは主に配電用のＣＶケーブルとして用いられる。このフリスト外導ケーブルは、ケーブル絶縁層と外部半導電層の接着力が通常の電力ケーブルと比較して低く抑えられており、接続部を施工する際に、外部半導電層に所定の切り込みを入れるだけで外部半導電層を剥ぎ取ることができるので、外部半導電層切削作業を省略することができるものである。
【００３５】
しかし、外部半導電層の端部の仕上げについては、他の電力ケーブルと同様に作業者が手作業でガラス片やサンドペーパー等を用いて傾斜面を形成したり、あるいは外部半導電層の端部の任意の部位に導電性塗料を塗布し、この塗布部の上に薄い導電テープを巻いてなだらかな傾斜面を形成する等していた。本発明の切削方法を用いれば、これらの煩雑な作業を省略することができる。
【００３６】
また、図８に示すような切削工具４６を用いることによっても、外部半導電層の端部になだらかな傾斜面を形成することができる。図８に示す切削工具４６は、周方向に所定の間隔をあけて配置された複数のローラー１８を有し、かつ前記切削刃物１４を備えた環状の第一フレーム２２Ａと、周方向に所定の間隔をあけて配置された複数のローラー１８を有する第二フレーム２２Ｂとを、前記切削刃物１４が両フレーム２２Ａと２２Ｂの間に位置するように連結部材４８で連結し、第一フレーム２２Ａ及び第二フレーム２２Ｂのローラー１８で電力ケーブル１０を軸線方向に間隔をあけて把持した状態で、外部半導電層１２を切削するものである。
【００３７】
このような切削工具４６を、ケーブル中間部の外部半導電層１２の端部の傾斜面を形成したい位置に設置し、この工具４６を回転させながら、切削刃物１４の刃を徐々に外部半導電層１２に侵入させていく。なお、この場合は、ローラー１２の支持軸をケーブル軸線方向と平行にするか、あるいは図４に示すようなストッパー４２を設置するなどして、工具４６が回転しても軸線方向に移動せず、同じ位置に留まるようにする。ケーブル絶縁層４０が露出するまで刃の侵入と工具４６の回転を継続する。切削によりケーブル絶縁層４０が露出したところで、工具４６をケーブル１０から取り外し、除去すべき部分の外部半導電層１２を通常の方法で剥ぎ取れば、作業は完了である。
【００３８】
図８の切削工具４６は、切削部分でフリスト外導ケーブルが撓むと外部半導電層の端部の形状が乱れる可能性があるので、連結部材４８で二つの環状フレーム２２Ａ、２２Ｂを強固に連結し、両フレームのローラー１８で、切削部分の両側のケーブル１０を把持した状態で切削を行うようにしたものである。このようにすれば、切削部分のケーブル１０が撓むことなく常に直線状態を保てるので、外部半導電層の端部の形状が乱れることはなくなる。この電力ケーブルの外部半導電層切削方法は、フリスト外導ケーブル以外のケーブルの外部半導電層の切削にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明に係る外部半導電層切削方法の一実施形態を示す（Ａ）は平面図、（Ｂ）は断面図。
【図２】図１の切削方法で切削刃物で外部半導電層を１回転切削したときの、切削面の形状を示す縦断面図。
【図３】（Ａ）は図２の切削面形状の下半部を縦軸を拡大して示す縦断面図、（Ｂ）は（Ａ）の切削面形状を１ピッチずつずらして複数回転連続切削した場合の切削面形状を示す縦断面図。
【図４】本発明の切削方法に用いる切削工具の一実施形態を示す（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は側面図。
【図５】図４の切削工具のローラーの角度を示す説明図。
【図６】（Ａ）〜（Ｃ）は切削刃物の刃の傾き角度αを変えた場合の切削刃物の形状を示す平面図。
【図７】外部半導電層の切り上げ角度を示す説明図。
【図８】本発明の切削方法に用いる切削工具の他の実施形態を示す側面図。
【符号の説明】
【００４０】
１０：電力ケーブル
１２：外部半導電層
１４：切削刃物
１６：刃
１８：ローラー
２０：切削工具
２２：フレーム
２４：ローラー支持軸
２６：アーム
３０：ホルダー
４０：ケーブル絶縁層
４２：ストッパー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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